电渣重熔技术的最新进展

电渣冶金的最新进展

陈希春1，冯涤1傅杰2,周德光2

（1•钢铁研究总院高温材料研究所，北京，100081; 2.北京科技大学电冶金研究所，北京，100083）

摘要：对电渣冶金的最新进展进行了综述，简要介绍了导电结晶器技术、快速电渣重熔、洁净金属喷射成形以及可控气氛电渣冶金，包括真空电渣重熔、惰性气体保护下电渣重熔、高压下电渣重熔等技术。这些技术的出现，在改善与消除传统电渣冶金局限性的同时，进一步发扬了电渣冶金技术的优越性，使电渣冶金显示出了更强大的生命力、更宽广的应用前景。

关键词：电渣冶金；导电结晶器；高纯净度

中图分类号：

Recent Development of Electroslag Metallurgy

1 1

2 2

CHEN Xi-chun ，FENG Di ，FU Jie，ZHOU De-guang

（1. Central Iron & Steel Research Institute, Beijing 100081 ，China ；

2. Un iversity of Scie nee & Techno logy Beiji ng, Beijing 100083 ，China）

Abstract: The recent adva nces in Electroslag Metallurgy have bee n reviewed in this paper. Some importa nt inno vative tech no logies, such as Curren t-c on ductive Mold, Electroslag Rapid Remelt ing, Clea n Melt Spray Forming, and Vacuum Electroslag Remelting, Electroslag Remelting under Inert Gases, Electroslag under High Pressure, Electroslag Remelting under Ca-containing Fluxes are introduced briefly. With the developme nt of these adva need tech no logies, which avoid some disadva ntages existi ng in the traditi onal ESM successfully, Electroslag Metallurgy is en titled to further improveme nt and wider applicati on.

Keyword: Electroslag Metallurgy ；Current-conductive Mold ；High Cleanliness

现代电渣冶金技术起源于前苏联乌克兰巴顿电焊研究所，在电渣焊的基础上开发出了电渣重熔技

术。由于电渣冶金在技术经济上具有一系列的优越性，如金属性能的优异性（包括纯净度高、组织致

密、成分均匀、表面光洁），经济上的合理性（设备简单、操作方便、生产费用低于真空电弧重熔、金

属成材率高）以及工艺的稳定灵活并具有很好的可控性，世界各国都致力于发展该技术，并取得了迅

速的发展。电渣冶金从最初的电渣重熔技术开始，现已发展成为一门跨行业、跨专业的新学科，开拓

作者简介：陈希春（1973-），男，在站博士后；收稿日期：2002-01-06 ；修订日期：2002-04-03 出了不少的新分支，如电渣熔铸、电渣浇注、电渣转注、电渣热封顶、电渣自熔模、电渣离心浇铸、电渣直接还原、电渣焊接、电渣表面镀膜等。根据

—1 —

最新资料[1~2]推算，世界电渣钢的产量约为90 万吨/ 年，钢种有低合金高强钢、轴承钢、工具钢、模具钢、不锈耐热钢、高温合金、耐蚀合金和电热合金等。世界各国生产材料钢号已超过400 个。近年来，电渣冶金进一步扩大应用于生产有色金属，如

Al 、Cu、Ti、Mo 、Cr 合金及贵金属Ag 合金。

同时，电渣冶金也存在着局限性，如熔炼和凝固速度偏低、自耗电极氧化以及熔渣吸气以及活泼金属的氧化等。如何发展电渣冶金技术的优越性，改善与消除其局限性，一直是电渣冶金技术发展道路上的主要课题。最近，在广大电渣冶金工作者的不懈努力下，电渣冶金技术又有了新的突破。开发了导电结晶器 (CCM ，Current-conductive Mold )、快速电渣重熔 ( ESSR，Electroslag Rapid Remelting )、洁净金属喷射成形( CMSF ，Clean Melt Spray Forming )以及可控气氛电渣冶金，包括真空电渣重熔 ( VAC-ESR ，Vacuum Electroslag Remelting )、惰性气体保护下电渣重熔 ( Electroslag Remelting under Inert Gases) > 高压下电渣重熔(PESR、Electroslag under High Pressure)、含钙熔渣电渣重熔(Electroslag Remelting under Ca-containing Fluxes )等技术。这些技术的出现，使电渣冶金再一次显示出了强大的生命力、宽广的发展前景，使得电渣冶金与现代工业生产相匹配、为工农业国防尖端的发展提高更多、更好的优质材料成为可能。

下面，将对以上电渣冶金技术的最新进展作进一步的介绍。

1. 导电结晶器技术

导电结晶器技术是由乌克兰巴顿电焊研究所“Elmet-Roll ”密多瓦尔科研组和奥地利“Inteco ”公

司独立研究开发的[3]。基本原理如图1 所示，与传统电渣重熔过程电流从自耗电极经过熔渣到达重熔锭(结晶器保持中立或与重熔锭同电位)不同，导电结晶器技术可以有多种方式让电流经过渣池，如电极—结晶器/重熔锭、结晶器—重熔锭、结晶器—结晶器等。

在此基础上，“ Elmet-Roll ”密多瓦尔科研组开发了液态金属电渣冶金技术( EST-LM)⑷和双回路电渣冶金技术(EST-TC)⑸，“Inteco”公司开发了电渣连续浇铸技术( ESCC)⑹等。

如图2 所示，液态金属电渣冶金技术无需制造和准备自耗电极，导电结晶器就起到了非自耗电极的作用，并且改变了传统电渣重熔过程中温度参数与电效率之间的特定关系，大大增强了控制渣池和熔池之间热分配的能力，这在传统电渣重熔过程中是无法实现的，图 3 表明，液态金属电渣冶金技术

使熔池的深度减小了，这对获得均匀细小的组织是十分有益的，如图4所示。“ Elmet-Roll ”密多瓦尔

科研组与Novokramatorsk 机械制造工厂应用液态金属电渣冶金技术批量生产了直径为740mm ，工作层

为高速钢的复合热轧辊，试用结果表明，使用寿命比标准的铸铁轧辊提高了4〜4.5倍⑺。当必须使用

自耗电极的时候，就演变成双回路电渣冶金技术，如图5 所示，可以获得同样的效果。